互斥与并发(1)硬件支持

一时失言乱红尘 2022-03-16 00:13 241阅读 0赞

### 1.和并发相关的一些关键术语 ###

**原子操作：**一个或多个指令的序列，对外是不可分的；即没有其他进程（线程）可以看到其中间状态或中断此操作。

**临界区：**是一段代码，在这段代码中进程将访问共享资源，当一个进程已经在这段代码中运行时，其他进程就不能在这段代码中执行。

**死锁：**两个或多个进程因其中每个进程都在等待其他进程做完某些事情而不能继续执行。通俗地讲就是分割整体资源，各占有部分。

**活锁：**两个或多个进程为了响应其他进程中的变化而持续改变自己的状态但不做有用的工作。

**互斥：**当一个进程在临界区访问共享资源时，其他进程不能进入该临界区访问任何共享资源。

**竞争条件：**多个进(线)程读写共享区数据时，结果依赖于它们执行的相对时间（顺序）。

**饥饿：**指一个可运行的进程尽管能继续执行，但被调度器无限期地忽略，而不能被调度执行。

### 2.互斥的硬件支持 ###

由于并发性，所以要实现互斥。

#### 2.1中断禁用 ####

在单处理器机器中，进程交替执行。因此为保证互斥只要在进程执行的过程中禁用中断就可以了，这可以通过系统内核为启动禁用中断定义的原语来提供。这种过程如下：

while（true）
    {
    	/*禁用中断*/ 
    	/*临界区*/
    	/*启动中断*/
    	/*其余部分*/
    }

缺点：代价太高，第一这样处理器只能交替执行程序，因此效率将会有明显的降低。第二不适用于多处理器机构，因为可能有一个以上的进程同时执行。

#### 2.2专用机器指令 ####

比较和交换指令——该令是用一个测试值(testval)检查一个内存单元(\*word)。

int compare_and_swap(int *word, int testval, int newval)
    {
    	int oldval;
    	oldval = *word;
    	if(oldval == testval) *word = newval;   //相等所以内存没有改变，内存改为新值
    	return oldval;                      //返回旧内存值
    }

所以如果返回的内存值与测试值相同，那么内存被更新了。如此多个进程就可以一直检测某内存（假设0允许进入1不允许进入），这样首先发现该内存值为0的进程就可以进入临界区，并将该内存值置为1，阻止其他进程进入。

机器指令的方法特点：

优点：1、适用于在单处理器或共享内存的多处理器上的任何数目的进程。

2、非常简单易于证明（基本没用）。

3、可支持多个临界区，每个临界区使用它自己的变量定义。

缺点：

1、  使用了忙等待。等待进入临界区的进程会继续消耗处理器时间。

2、  可能饥饿。选择哪一个等待进程是任意的，某些进程可能无限期地拒绝进入（可能性应该很小）。

3、  可能死锁。进程1进入临界区后改变值，之后在进程1执行的过程中进程1被进程2抢占。如果进程2试图使用同一资源，由于进程1控制着该资源，进程2无法访问。所以进程2进入忙等待，但是进程1优先级低于进程2，它将永远不会被调度执行。

发表评论取消回复

表情：

评论列表（有 0 条评论，241人围观）

还没有评论，来说两句吧...

相关阅读

相关支持并发写入的轻量级数据库有哪些

一些支持并发写入的轻量级数据库有： SQLite LevelDB RocksDB LMDB Berkeley DB 这些数据库都是轻量级的，而

谁借莪１个温暖的怀抱￠/ 2024年03月25日 18:37/ 0 赞/ 42 阅读

相关进程与线程（概念、并行、并发）

进程与线程一、定位二、什么是进程？三、进程管理 1、PCB相关属性（了解） 2、多任务的处理方式四、什么是线程？

野性酷女/ 2024年03月23日 16:48/ 0 赞/ 43 阅读

相关 Go（二）：包管理、通道、协程并发、互斥锁基础

包管理、协程并发基础生成包管理文件\`go-mod\` 第一步（初始化创建包管理文件）第二步（导入包）

- 日理万妓/ 2024年03月22日 11:21/ 0 赞/ 57 阅读

相关进程互斥的硬件实现方法

进程互斥的硬件实现方法中断屏蔽方法 TestAndSet指令 Swap指令总结中断屏蔽方法利用“开/关中断指令”实现(与原语的实现

Dear 丶/ 2023年10月05日 13:43/ 0 赞/ 6 阅读

相关 javaMail发送邮件(支持单发、群发)

1.所需夹包:javaMail.jar 、activation.jar 2.实现步骤: (1).定义一个邮件消息类； (2).定义一个服务器邮箱登录验证信息类； (3)

浅浅的花香味﹌/ 2022年08月13日 10:29/ 0 赞/ 276 阅读

相关 Java乐观锁悲观锁、synchronized,重入锁 (ReentrantLock)处理并发（互斥同步、非互斥同步）

转载：https://blog.csdn.net/ydk888888/article/details/78625333 乐观锁和悲观锁首先我们理解下两种不同思路的锁，乐观

今天药忘吃喽~/ 2022年05月19日 23:51/ 0 赞/ 260 阅读

相关使用ThreadLocal搭建支持并发,事务的DAO

ThreadLocal的原理是使用一个hashMap保存connection,而键为当前线程即`Thread.currentThread()` 下面先简单模拟一个Threa

以你之姓@/ 2022年05月11日 03:48/ 0 赞/ 165 阅读

相关互斥与并发(1)硬件支持

1.和并发相关的一些关键术语原子操作：一个或多个指令的序列，对外是不可分的；即没有其他进程（线程）可以看到其中间状态或中断此操作。临界区：是一段代码，在这段代码中进

一时失言乱红尘/ 2022年03月16日 00:13/ 0 赞/ 242 阅读

相关 java并发1——CPU多级缓存

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3

忘是亡心i/ 2022年01月07日 07:13/ 0 赞/ 284 阅读

相关并发，我需要告诉你这些（1）

　　如果你是个java并发的入门的学习者，这一系列文章是你入门的好帮手，快速理解并发，全面了解你所需的并发工具类，获取需要注意的事项，它可以作为你的入门指南，如果你是为老鸟，可

朱雀/ 2021年11月08日 18:02/ 0 赞/ 357 阅读